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Rendez-vous demain sur le décollage à 1kWh moins le quart !



Introduction

L’une des grandes questions lors de la préparation d’un vol de cross en parapente réside dans l’estimation, pour une journée donnée, de l’heure minimale d’extraction. Cette estimation difficile permet alors de se donner un horaire d’arrivée convenable sur site. Et, il est préférable d’arriver à la bonne heure, car :

- arriver trop tôt sur site est très contraignant d’une part en terme d’organisation puisque cela nécessite que tous les pilotes soient opérationnels très tôt. Et d’autre part cela a aussi un impact sur la fatigue puisque cela fait se lever très tôt. Cependant, arriver tôt est souvent un gage de sécurité. Cela permet de préparer sereinement son matériel tout en commençant à recueillir des informations sur la masse d’air locale. C’est aussi un avantage pour la performance : il est possible de réaliser un briefing sur le vol à venir en terme par exemple de zones aériennes à éviter et de météorologie.

- arriver trop tard est beaucoup plus problématique. En effet, la préparation avant le vol risque d’être écourtée et cela peut causer des problèmes de sécurité (par exemple oublier de s’attacher). Par ailleurs, la performance en cross est réduite puisque le temps de vol entre l’heure minimale d’extraction et le décollage n’est alors pas utilisée. Enfin, sur certaines journées de plaine, il peut n’y avoir qu’une seule fenêtre d’extraction, la première étant la meilleure. Ainsi, arriver trop tard peut aussi vouloir dire faire une croix sur le cross et faire du vol en local toute la journée.


Méthodologie

L’objet de cet article est de donner une piste permettant de répondre partiellement à cette question de l’heure minimale d’extraction. Il s’agit en particulier d’étudier la correspondance entre cette heure et l’énergie solaire. Grâce à l’application XC-Analytics nous pouvons calculer l’heure, les coordonnées GPS ainsi que l’altitude de l’extraction d’une trace de plaine. Une fois ces données d’extraction connues, il est alors possible de calculer d’une part l’énergie solaire instantanée à l’extraction, et d’autre part l’énergie solaire cumulée depuis le lever du jour jusqu’à l’extraction. Ce calcul d’énergie est effectué en supposant qu’il n’y a pas de nuages et que la pente moyenne du terrain est nulle (terrain plat). La deuxième hypothèse est globalement valable en plaine. En faisant ce calcul sur un nombre suffisant de traces on peut en déduire une tendance. C’est ce que l’on va montrer dans la suite de cet article.


Base de données des vols

Pour mener cette étude, nous avons utilisé les traces de plaine en France métropolitaine enregistrées sur la CFD. Nous avons exclu de l’analyse les traces dont la distance sur circuit est inférieure à 30km et aussi les traces ne présentant pas de phase thermique avec un gain supérieur à 300m. Ce qui représente au final une base de 7051 traces CFD, de 2004 à 2019. Le graphique de droite montre le nombre de vols analysés par année.


nombrevols


Puissance solaire instantanée à l’extraction

Le graphique ci-dessous montre la puissance solaire instantanée reçue à l’extraction versus la date d’extraction pour l’ensemble de la base. On peut considérer que les variations solaires annuelles sur une vingtaine d’années sont suffisamment négligeables pour ne retenir dans la date que le mois et le jour de l’extraction. Les points rouges correspondent à des vols où l’extraction a été réalisée avant le midi solaire, et après le midi solaire pour les points noirs. Il est très difficile de tirer une tendance de ce graphe. On observe cependant que l’on retrouve bien la forme de cloche liée à l’énergie solaire maximale développée au cours d’une journée. Le haut de la cloche représente cette puissance solaire maximale et cela correspond à des vols situés autour du zénith (le midi solaire).


watts


Puissance solaire cumulée à l’extraction

De même que dans la section précédente, on représente dans le graphique ci-dessous la puissance solaire cumulée reçue du lever du soleil à l’extraction versus la date d’extraction pour l’ensemble des vols de la base. Cette fois-ci les points rouges et noirs sont bien distincts. Les points rouges sont situés en-dessous des points noirs. Ce qui est logique puisqu’il s’agit des vols où l’extraction est réalisée avant le midi solaire. Et l’interface entre les points noirs et rouges représente la puissance cumulée au zénith. Ce qui est beaucoup plus intéressant à remarquer est que la grande majorité des vols se situe au-dessus de la ligne bleue des 1kWh. On note que, seulement quelques vols se situent aux alentours ou en-dessous de cette marque. C’est ainsi une donnée intéressante que l’on pourra utiliser pour affiner l’heure d’arrivée sur site. On peut aussi remarquer que les mois d’avril, mai, septembre et octobre sont propices au décollage tôt. Et inversement pour les mois de juin et juillet où aucun vol ne figure aux environs de la marque des 1kWh.


cumulwatts


Heure à Paris équivalente à 1kWh

A partir du résultat de la section précédente on peut calculer l’heure en un lieu défini à laquelle le kWh d’énergie solaire cumulée est atteint. Cette heure sera alors une donnée intéressante à connaître lors des prochaines sorties de vol en plaine lorsqu’il faudra décider de l’heure de rendez-vous sur le site de décollage. A titre d’exemple le graphe ci-dessous donne cette heure au cours de l’année pour Paris.


heureparis


Conclusion et perspectives

A partir de la base de données des vols de plaine de la CFD nous avons pu remarquer que l’énergie solaire minimale d’extraction se situe aux alentours de 1 kWh. Cette donnée est intéressante puisque, convertie en heure UTC, puis heure locale elle donne une heure de référence pour choisir son heure d’arrivée au décollage en vue d’un cross. Cette heure est à adapter en fonction de la qualité de la masse d’air et de la couverture nuageuse.

En perspectives il serait intéressant de réaliser la même étude sur les vols de montagne. Cependant, il faudrait, dans ce cas, prendre en compte la pente moyenne du terrain au point d’extraction dans le calcul d’énergie. Dans l’étude actuelle, nous avons supposé que la pente moyenne du sol est nulle.

Une étude similaire, en plaine mais dans une zone géographique différente (en particulier à une latitude différente) pourrait montrer si la règle de cumul d’énergie à 1kWh reste valable. La difficulté principale réside dans la possibilité de disposer de suffisamment de traces valables dans la zone.

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